CN107240208A - 矿用智能打点触发声光报警器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种矿用智能打点触发声光报警器，用于让井下的工作人员之间进行通讯，并向井下工作人员发出声光警报，其特征在于，包括：壳体；打点触发单元，包括设置在壳体上的打点触发按钮和设置在壳体内的与打点触发按钮连接的打点触发电路，用于让工作人员连续按动打点触发按钮；智能计数单元，用于对打点触发按钮被按动的次数进行计数，从而对声光报警的关或开进行控制；语音报警单元，包括设置在壳体上的喇叭和输出端与该喇叭的输入端连接的语音报警电路，用于向工作人员播放警报语音；光报警显示单元，用于显示与警报语音相符的字符并向工作人员发出光信号；报警控制单元，用于控制语音报警单元和光报警显示单元；以及电源。

Description

矿用智能打点触发声光报警器

技术领域

本发明属于矿用防爆机械电器领域，具体涉及一种矿用智能打点触发声光报警器。

背景技术

随着科学技术的进步，语音声光报警器已广泛应用于煤矿作业与安全领域，特别是在气体或者爆炸性粉尘存在的场所，是矿用产品必不可少的设备之一。

声光报警装置是指在井下行车设备启动前，通过声音和光向人们发出示警信号的一种报警信号装置，即通过配接设备或传感器超限时发出声光报警功能，当配套设备或传感器输出报警控制信号后，声光报警器接收到此信号，驱动高亮度发光管点阵字符警示，配以相应的语音进行安全提示，有效的提高了煤矿井下的工作安全。

但是，现有的各种矿用声光报警器不能单独使用，需要和外部设备或传感器配套，才能使用，使其应用受到限制。而且，现有外部配套设备或传感器输出的控制信号和声光报警器的输入接口不配套，使用时需要调整外部配套设备的输出控制信号或声光报警器的输入接口方式，使其相适合，才能正常使用，安装使用不方便，比较麻烦。

另外，矿用声光报警器不能智能打点触发报警，在需要提示时，不能由打点次数智能控制。而且，井下起始点和目的地双方操作人员不能通讯联络，交换信息，不能告知对方周围的安全状况，使得起始点的操作人员在不知目的地的的安全状况下，就启动行车设备，容易存在事故隐患。

发明内容

本专利产品是为了解决上述问题而发明的，目的在于提供一种矿用智能打点触发声光报警器。

本发明提供了一种矿用智能打点触发声光报警器，用于让井下的工作人员之间进行通讯，并向井下工作人员发出声光警报，其特征在于，包括：壳体；打点触发单元，包括设置在壳体上的打点触发按钮和设置在壳体内的与打点触发按钮连接的打点触发电路，用于让工作人员连续按动打点触发按钮；智能计数单元，设置在壳体内，包括输入端与打点触发电路的输出端连接的智能计数电路，用于对打点触发按钮被按动的次数进行计数，从而对声光报警的关或开进行控制；语音报警单元，包括设置在壳体上的喇叭和输出端与该喇叭的输入端连接的语音报警电路，用于向工作人员播放警报语音；光报警显示单元，包括设置在壳体上的显示面板和输出端与该显示面板的输入端连接的光报警显示电路，用于显示与警报语音相符的字符并向工作人员发出光信号；报警控制单元，设置在壳体内，包括输出端与语音报警电路和光报警显示电路的输入端连接的报警控制电路，用于控制语音报警单元和光报警显示单元；以及电源，包括输入端VDD和GND，分别与打点触发电路、智能计数电路和报警控制电路的电源输入端连接，其中，语音报警电路和报警控制电路的电源输入端均与报警控制电路的电源输出端连接，当智能计数单元计数得到打点触发按钮被连续按动两次次时，报警控制单元控制语音报警单元和光报警显示单元开启声光警报，当智能计数单元计数得到打点触发按钮被连续按动一次时，报警控制单元控制语音报警单元和光报警显示单元关闭声光警报。

在本发明提供的矿用智能打点触发声光报警器中，还可以具有这样的特征：其中，打点触发电路包括集成电路U7、集成电路U8、三极管Q6和三极管Q7，集成电路U7为光电耦合管PC521，集成电路U8为双稳电路NF555，三极管Q6为9014，三极管Q7为9013。

在本发明提供的一种矿用智能打点触发声光报警器中，还可以具有这样的特征：其中，智能计数电路包括集成电路U9和集成电路U10，集成电路U9为计数电路CD4518BE，集成电路U10为双稳电路NE555。

在本发明提供的矿用智能打点触发声光报警器中，还可以具有这样的特征：其中，语音报警电路包括集成电路U4、集成电路U5和集成电路U11，集成电路U4为语音集成电路AP18108A，集成电路U5为功放电路TDA2030A，集成电路U11为稳压集成电路7805L。

在本发明提供的矿用智能打点触发声光报警器中，还可以具有这样的特征：其中，光报警显示电路包括集成电路U6和三极管Q5，集成电路U6为双稳电路NE555，三极管Q5为9014。

在本发明提供的矿用智能打点触发声光报警器中，还可以具有这样的特征：其中，报警控制电路包括集成电路U1、集成电路U2、集成电路U3、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，集成电路U1为稳压集成电路7805L，集成电路U2为触发器SN74LS279N，集成电路U3为双稳电路NE555，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4均为9014。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的矿用智能打点触发声光报警器，由于采用了喇叭和显示面板，使得该报警器能够向井下工作人员发出声音洪亮、亮度鲜明的语音信号和光显示信号，从而提高井下作业的安全性。由于采用了打点触发按钮，使得工作人员能够根据情况对打点触发按钮进行不同次数的按压，从而控制语音报警单元和光报警显示单元的开或关。因为采用了智能计数电路，使得当智能计数单元计数得到打点触发按钮被连续按动两次时，报警控制单元控制语音报警单元和光报警显示单元开启声光警报，当智能计数单元计数得到打点触发按钮被连续按动一次时，报警控制单元控制语音报警单元和光报警显示单元关闭声光警报，从而便于不同地点的工作人员之间进行通讯，进而保证了行车的安全。另外，该矿用智能打点触发声光报警器采用了打点触发电路、智能计数电路、语音报警电路、光报警显示电路和报警控制电路，使得该报警器可以单独使用，不受外部使用条件限制。

附图说明

图1是本发明的实施例中矿用智能打点触发声光报警器的框图；

图2是本发明的实施例中打点触发电路的电路示意图；

图3是本发明的实施例中智能计数电路的电路示意图；

图4是本发明的实施例中报警控制电路的电路示意图；

图5是本发明的实施例中语音报警电路的电路示意图；

图6是本发明的实施例中光报警显示电路的电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

<实施例>

图1是本发明的实施例中矿用智能打点触发声光报警器的框图。

如图1所示，一种矿用智能打点触发声光报警器100用于在井下让工作人员之间进行通讯，并向井下工作人员发出声光警报，包括：壳体(图中未示出)、打点触发单元10、智能计数单元20、报警控制单元30、语音报警单元40、光报警显示单元50和电源(图中未示出)。

图2是本发明的实施例中打点触发电路的电路示意图。

打点触发单元10包括设置在壳体上的打点触发按钮(图中未示出)和设置在壳体内的与打点触发按钮连接的打点触发电路(如图2所示)，用于让工作人员连续按动打点触发按钮。

如图2所示，在本实施例中，打点触发电路的实施方式为集成电路U8的8脚和4脚连接到电源正极VDD，7脚连接到R25一端，6脚与R25另一端、电容C15正极、U8的2脚、R21的一端及R22的一端连接，5脚空脚，3脚连接到二极管D9的正极、D12的正极，1脚连接到电源负极GND；光电耦合管U7一个输入端连接打点控制电压AC127V一端，另一端连接电阻R23，R23另一端连接D8正极，D8负极连接打点按钮开关一端，打点按钮开关另一端连接AC127V另一端，光电耦合管U7的一个输出端连接GND,另一个输出端连接电阻R27、R28一端；R27另一端连接C16正极、Q6的基极，R28另一端连接R26一端、R29的一端、C17的一端、C18的一端、电源输入正极VDD端；Q6的集电极连接Q7的发射极、R26另一端、D11的正极、D10的负极，Q6的发射极连接电源负极GND端；Q7的基极连接R30一端，Q7的集电极连接R24一端；R24另一端连接D13的负极，D13的正极连接打点触发电路的CP计数输出端；D11的负极连接D12的负极、R29的一端、打点触发电路的RESET复位信号输出端。其中，集成电路U7为光电耦合管PC521，集成电路U8为双稳电路NF555，三极管Q6为9014，三极管Q7为9013。当工作人员需要打开或关闭声光报警时，工作人员会对打点触发按钮进行不同次数的按动，打点触发电路将根据按动的状况传递到智能计数单元20。

图3是本发明的实施例中智能计数电路的电路示意图。

智能计数单元20设置在壳体内，包括输入端与打点触发电路的输出端连接的智能计数电路(如图3所示)，用于对打点触发按钮被按动的次数进行计数，从而对声光报警的关或开进行控制。

如图3所示，智能计数电路的实施方式为集成电路U9的16脚连接到电源正极VDD，12脚连接到D16的负极，13脚连接到D15的负极，14脚连接到D14的负极，15脚连接到输入复位端RESET，8脚连接到9脚和电源负极输入端GND，7脚连接到10脚和集成电路U10的3脚；集成电路U10的8脚连接到4脚和电源正极输入端VDD,集成电路U10的1脚连接到电源负极输入端GND，集成电路U10的2脚连接到R31一端、电容C19的负极，6脚连接R32一端、电容C19的正极，7脚与R32的一端、计数输入端CP连接；D14的正极、D15的正极、D16的正极连接打点触发电路报警控制电压输出端UK。其中，集成电路U9为计数电路CD4518BE，集成电路U10为双稳电路NE555。待打点触发电路传递来信号后，智能计数电路开始计数，并根据计数的结果传递到报警控制单元30。

图4是本发明的实施例中报警控制电路的电路示意图。

报警控制单元30设置在壳体内，包括输出端与语音报警电路和光报警显示电路的输入端连接的报警控制电路(如图4所示)，用于控制语音报警单元40和光报警显示单元50。

如图4所示，报警控制电路的实施方式为集成电路U2的16脚连接到稳压集成电路U1电压输出端，8脚连接到电源负极输入端GND，7脚连接到R8一端，6脚连接到R4的一端、Q2的集电极，5脚连接到R6的一端、Q3的集电极；集成电路U3的1脚连接到电源负极输入端GND，2脚连接到6脚、电容C5的一端、电位器W1的一端，3脚连接到R7的一端，4脚连接到8脚、电位器W1的另一端、继电器J1的常开点一端，5脚连接到电容C6的一端；稳压集成电路U1电压输入端连接到电源正极VDD端、电容C1的一端，U1的中间端连接电源负极输入端GND；Q1的基极连接D4的正极，Q1的集电极连接R3一端、D2的负极，Q1的发射极连接到电源负极输入端GND；Q2的基极连接R1一端、R2的一端、C2一端，Q2集电极连接R4的一端、U2的6脚，Q2的发射极连接到电源负极输入端GND；Q3基极连接R5一端、R9的一端、C3的一端，Q3集电极连接R6一端、U2的5脚，Q3的发射极连接到电源负极输入端GND；Q4的基极连接D5的负极，Q4集电极连接D6的负极、D7的负极、继电器J1线圈的一端，Q4的发射极连接到电源负极输入端GND。集成电路U1为稳压集成电路7805L，集成电路U2为触发器SN74LS279N，集成电路U3为双稳电路NE555，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4均为9014。

当智能计数单元20计数得到打点触发按钮被连续按动两次时，报警控制单元30控制语音报警单元40和光报警显示单元50开启声光警报；当智能计数单元20计数得到打点触发按钮被连续按动一次时，报警控制单元30控制语音报警单元40和光报警显示单元50关闭声光警报。

图5是本发明的实施例中语音报警电路的电路示意图。

语音报警单元40包括设置在壳体上的喇叭(图中未示出)和输出端与该喇叭的输入端连接的语音报警电路(如图5所示)，用于向工作人员播放警报语音。

如图5所示，语音报警电路的实施方式为其Uo端和GND端连接到喇叭两端，集成电路U4的9脚连接到稳压集成电路U11电压输出端、语音报警电路输出端VB，10脚、11脚、12脚连接到R10的一端，4脚连接到电源负极输入端GND，3脚连接到电位器W1的一端，2脚连接到电位器W1的另一端；U11的电压输入端连接电源正极输入端VCC，U11的中间端连接到电源负极输入端GND；U5的输出端连接到R15一端、R17的一端、C13的正极，C13的负极连接到喇叭一端，喇叭的另一端连接到电源负极输入端GND，U5的2脚连接电源正极输入端VCC,U5的3脚连接到电源负极输入端GND,U5的信号输入端4脚连接到R11一端、R12的一端、R16的一端、C10的一端,U5的反馈端5脚连接到R14一端、R15的一端，R14另一端连接C11的一端，C11的另一端连接到电源负极输入端GND。其中，集成电路U4为语音集成电路AP18108A，集成电路U5为功放电路TDA2030A，集成电路U11为稳压集成电路7805L。

图6是本发明的实施例中光报警显示电路的电路示意图。

光报警显示单元50包括设置在壳体上的显示面板(图中未示出)和输出端与该显示面板的输入端连接的光报警显示电路(如图6所示)，用于显示与警报语音相符的字符并向工作人员发出光信号。

如图6所示，光报警显示电路的实施方式为集成电路U6的4脚、8脚连接到工作电压输入端VB，3脚连接到R19的一端，2脚连接到到6脚、R18的一端、电容C14的一端，1脚连接到电源负极输入端GND，7脚连接到R17的一端、R18的另一端；Q5的基极连接R19的另一端，Q5集电极连接LED点阵发光管一端，LED点阵发光管另一端连接到电源正极输入端VCC，Q2的发射极连接到电源负极输入端GND。集成电路U6为双稳电路NE555，三极管Q5为9014。

电源包括输入端VDD和GND，分别与打点触发电路10、智能计数电路20和报警控制电路30的电源输入端连接，其中，语音报警电路40和光报警显示电路50的电源输入端均与报警控制电路30的电源输出端连接。

本实施例中矿用智能打点触发声光报警器100的工作过程如下：

按动打点触发按钮，井下127V交流电压通过整流分压加到光电耦合管U7的输入端，光电耦合管U7的输出端导通，Q6截止，集电极输出高电平，通过D10和R21输入到集成电路U8的2脚，给C15充电，U8的输出端3脚输出高电平，Q7截止，计数端CP输出低电平，复位端RESET输出高电平；当C15充电到2/3电源电压时，U8的内部RS触发器置位，3脚输出低电平，Q7饱和导通。

打点触发按钮回位，复位端RESET由原来低电平输出高电平再到低电平，在智能计数电路完成一个复位过程后，CP计数端输出一个高电平，再回到低电平，输出计数信号到智能计数电路。

智能计数电路接收到RESET复位信号后，计数集成电路U9的12脚，13脚，14脚同时复位清零，UK输出低电平关闭声光报警，脉冲整形电路U10的7脚在收到CP计数脉冲信号后，C19充电，3脚输出一个低电平触发脉冲到U9，在C19充满电后，3脚输出高电平，U9计数，U9的11脚输出高电平，智能计数电路开始计数。

再次按动按动打点触发按钮，只要C15充的电高于电源电压1/3，U8的3脚任然输出低电平，复位端RESET，也是低电平，计数电路U9就不能复位，同时Q7基极低电平，此时再次按动按动打点触发按钮时又输出一个计数CP低电平脉冲到计数集成电路U9，U9的11脚加一进位，11脚输出低电平，12脚输出高电平，报警控制端UK输出高电平，启动声光报警。

因C15充满电后在放电过程中电压高于1/3电源电压，U8的3脚仍然输出低电平，复位端RESET输出低电平，U9不能复位；当过了大约十秒后，C15放电低于电源电压1/3时，U8的3脚输出高电平，此时在十秒内按动一次打点触发按钮，Q6截止，集电极输出高电平，通过D10和R21输入到集成电路U8的2脚，给C15充电，在低于2/3电源电压时，U8的输出端3脚输出高电平，复位端RESET电位拉高，计数集成电路U9复位，U9的11脚、12脚、13脚、14脚输出为低电平，UK输出低电平，关闭声光报警。

在C15充电高于2/3电源电压时，U8的输出端3脚输出低电平，复位端RESET电位拉低，解除复位状态，此时，Q7导通，CP输出高电平，打点触发按钮回位时，Q6输出低电平，CP输出低电平，CP输出一个高电平计数脉冲到U10的7脚，给C19充电，3脚输出一个低电平到U9，在C19充满电后，3脚输出高电平，U9计数，U9的11脚输出高电平，如果在10秒内也就是C15放电高于1/3电源电压时，再次按动打点触发按钮，就向上述所讲的过程，计数器U9的11脚加1，输出低电平，U9的12脚加1，输出高电平，输出到报警控制电路，启动声光报警。

如果在10秒后也就是C15放电低于1/3电源电压时，按动打点触发按钮，首先产生RESET高电平信号，计数电路复位，然后RESET变为低电平，计数电路U9加1，U9的11脚高电平，在十秒内再次按动打点触发按钮，计数电路U9再次加1，U9的11脚低电平，U9的12脚输出高电平，输出声光报警控制信号UK，启动声光报警，过十秒后按动打点触发按钮，就复位，解除声光报警。

报警控制电压UK高电平输入到报警控制电路后，Q2导通，集电极输出低电平，RS触发器U2的输出端7脚输出高电平，Q4导通，继电器J1动作，通过继电器触电输出VCC电压到语音报警电路和声报警显示电路，另一路输出电压到延时集成电路U3，U3开始延时，3脚输出高电平到Q1，Q1导通，Q3截止，输出高电平到U2的5脚，此时如果解除报警状态，报警控制电压UK输入低电平，U2的6脚高电平，U2仍然处在触发状态，7脚输出高电平，当U3延时结束，3脚输出低电平，Q1截止，Q3导通，U2的5脚输出低电平，RS触发器U2翻转，7脚输出低电平，Q6截止，继电器恢复常态，报警输出电压VCC为0，停止声光报警。

报警输出电压VCC加到语音报警电路，通过稳压集成电路U11输出电压VB，作为U4和光报警显示电路U6的电源，U4为语音集成电路，可以按照要求输入任意语音信息，输出语音信号到功放集成电路U5，经过U5放大输出到喇叭发声。

报警输出电压VCC加到光报警显示电路的发光二极管，电压VB加到双稳集成电路U6时，U6输出方波信号到Q5，驱动发光二极管交替闪烁，作为警示信号。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的矿用智能打点触发声光报警器，由于采用了喇叭和显示面板，使得该报警器能够向井下工作人员发出声音洪亮、亮度鲜明的语音信号和光显示信号，从而提高井下作业的安全性。由于采用了打点触发按钮，使得工作人员能够根据情况对打点触发按钮进行不同次数的按压，从而控制语音报警单元和光报警显示单元的开或关。因为采用了智能计数电路，使得当智能计数单元计数得到打点触发按钮被连续按动两次时，报警控制单元控制语音报警单元和报警控制单元开启声光警报，当智能计数单元计数得到打点触发按钮被连续按动一次时，报警控制单元控制语音报警单元和报警控制单元关闭声光警报，从而便于不同地点的工作人员之间进行通讯，进而保证了行车的安全。另外，该矿用智能打点触发声光报警器采用了打点触发电路、智能计数电路、语音报警电路、光报警显示电路和报警控制电路，使得该报警器可以单独使用，不受外部使用条件限制。

因此，本实施例提到的矿用智能打点触发声光报警器的稳定性和可靠性极强、通用性能好、声级强度大、噪音小、传输距离远、经久耐用、防爆防潮性能良好，同时又具有寿命长，免维护的特点，该矿用智能打点触发声光报警器能够提高井下行车的安全性能。

Claims (6)

1.一种矿用智能打点触发声光报警器，用于让井下的工作人员之间进行通讯，并向井下工作人员发出声光警报，其特征在于，包括：

壳体；

打点触发单元，包括设置在所述壳体上的打点触发按钮和设置在所述壳体内的与所述打点触发按钮连接的打点触发电路，用于让所述工作人员连续按动所述打点触发按钮；

智能计数单元，设置在所述壳体内，包括输入端与所述打点触发电路的输出端连接的智能计数电路，用于对所述打点触发按钮被按动的次数进行计数，从而对所述声光报警的关或开进行控制；

语音报警单元，包括设置在所述壳体上的喇叭和输出端与该喇叭的输入端连接的语音报警电路，用于向所述工作人员播放警报语音；

光报警显示单元，包括设置在所述壳体上的显示面板和输出端与该显示面板的输入端连接的光报警显示电路，用于显示与所述警报语音相符的字符并向所述工作人员发出光信号；

报警控制单元，设置在所述壳体内，包括输出端与所述语音报警电路和所述光报警显示电路的输入端连接的报警控制电路，用于控制所述语音报警单元和所述光报警显示单元；以及

电源，包括输入端VDD和GND，分别与所述打点触发电路、所述智能计数电路和所述报警控制电路的电源输入端连接，

其中，所述语音报警电路和所述报警控制电路的电源输入端均与所述报警控制电路的电源输出端连接，

当所述智能计数单元计数得到所述打点触发按钮被连续按动两次时，所述报警控制单元控制所述语音报警单元和所述光报警显示单元开启声光警报，

当所述智能计数单元计数得到所述打点触发按钮被连续按动一次时，所述报警控制单元控制所述语音报警单元和所述光报警显示单元关闭声光警报。

2.根据权利要求1所述的矿用智能打点触发声光报警器，其特征在于：

其中，所述打点触发电路包括集成电路U7、集成电路U8、三极管Q6和三极管Q7，

所述集成电路U7为光电耦合管PC521，

所述集成电路U8为双稳电路NF555，

所述三极管Q6为9014，

所述三极管Q7为9013。

3.根据权利要求1所述的矿用智能打点触发声光报警器，其特征在于：

其中，所述智能计数电路包括集成电路U9和集成电路U10，

所述集成电路U9为计数电路CD4518BE，

所述集成电路U10为双稳电路NE555。

4.根据权利要求1所述的矿用智能打点触发声光报警器，其特征在于：

其中，所述语音报警电路包括集成电路U4、集成电路U5和集成电路U11，

所述集成电路U4为语音集成电路AP18108A，

所述集成电路U5为功放电路TDA2030A，

所述集成电路U11为稳压集成电路7805L。

5.根据权利要求1所述的矿用智能打点触发声光报警器，其特征在于：

其中，所述光报警显示电路包括集成电路U6和三极管Q5，

所述集成电路U6为双稳电路NE555，

所述三极管Q5为9014。

6.根据权利要求1所述的矿用智能打点触发声光报警器，其特征在于：

其中，报警控制电路包括集成电路U1、集成电路U2、集成电路U3、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，

所述集成电路U1为稳压集成电路7805L，

所述集成电路U2为触发器SN74LS279N，

所述集成电路U3为双稳电路NE555，

所述三极管Q1、所述三极管Q2、所述三极管Q3和所述三极管Q4均为9014。